在这两部分的系列中，第一个部分的将解释 GCD 是做什么的，并从许多基本的 GCD 函数中找出几个来展示。在第二部分，你将学到几个 GCD 提供的高级函数。
什么是 GCD
GCD 是 libdispatch 的市场名称，而 libdispatch 作为 Apple 的一个库，为并发代码在多核硬件（跑 iOS 或 OS X ）上执行提供有力支持。它具有以下优点：
1.GCD 能通过推迟昂贵计算任务并在后台运行它们来改善你的应用的响应性能。
2.GCD 提供一个易于使用的并发模型而不仅仅只是锁和线程，以帮助我们避开并发陷阱。
3.GCD 具有在常见模式（例如单例）上用更高性能的原语优化你的代码的潜在能力。
本教程假设你对 Block 和 GCD 有基础了解。如果你对 GCD 完全陌生，先看看 iOS 上的多线程和 GCD 入门教程 学习其要领。
GCD 术语
要理解 GCD ，你要先熟悉与线程和并发相关的几个概念。这两者都可能模糊和微妙，所以在开始 GCD 之前先简要地回顾一下它们。
Serial vs. Concurrent 串行 vs. 并发
这些术语描述当任务相对于其它任务被执行，任务串行执行就是每次只有一个任务被执行，任务并发执行就是在同一时间可以有多个任务被执行。
虽然这些术语被广泛使用，本教程中你可以将任务设定为一个 Objective-C 的 Block 。不明白什么是 Block ？看看 iOS 5 教程中的如何使用 Block 。实际上，你也可以在 GCD 上使用函数指针，但在大多数场景中，这实际上更难于使用。Block 就是更加容易些！
Synchronous vs. Asynchronous 同步 vs. 异步
在 GCD 中，这些术语描述当一个函数相对于另一个任务完成，此任务是该函数要求 GCD 执行的。一个同步函数只在完成了它预定的任务后才返回。
一个异步函数，刚好相反，会立即返回，预定的任务会完成但不会等它完成。因此，一个异步函数不会阻塞当前线程去执行下一个函数。
注意——当你读到同步函数“阻塞（Block）”当前线程，或函数是一个“阻塞”函数或阻塞操作时，不要被搞糊涂了！动词“阻塞”描述了函数如何影响它所在的线程而与名词“代码块（Block）”没有关系。代码块描述了用 Objective-C 编写的一个匿名函数，它能定义一个任务并被提交到 GCD 。
译者注：中文不会有这个问题，“阻塞”和“代码块”是两个词。
Critical Section 临界区
就是一段代码不能被并发执行，也就是，两个线程不能同时执行这段代码。这很常见，因为代码去操作一个共享资源，例如一个变量若能被并发进程访问，那么它很可能会变质（译者注：它的值不再可信）。
Race Condition 竞态条件
这种状况是指基于特定序列或时机的事件的软件系统以不受控制的方式运行的行为，例如程序的并发任务执行的确切顺序。竞态条件可导致无法预测的行为，而不能通过代码检查立即发现。
Deadlock 死锁
两个（有时更多）东西——在大多数情况下，是线程——所谓的死锁是指它们都卡住了，并等待对方完成或执行其它操作。第一个不能完成是因为它在等待第二个的完成。但第二个也不能完成，因为它在等待第一个的完成。
Thread Safe 线程安全
线程安全的代码能在多线程或并发任务中被安全的调用，而不会导致任何问题（数据损坏，崩溃，等）。线程不安全的代码在某个时刻只能在一个上下文中运行。一个线程安全代码的例子是 NSDictionary 。你可以在同一时间在多个线程中使用它而不会有问题。另一方面，NSMutableDictionary 就不是线程安全的，应该保证一次只能有一个线程访问它。
Context Switch 上下文切换
一个上下文切换指当你在单个进程里切换执行不同的线程时存储与恢复执行状态的过程。这个过程在编写多任务应用时很普遍，但会带来一些额外的开销。
Concurrency vs Parallelism 并发与并行
并发和并行通常被一起提到，所以值得花些时间解释它们之间的区别。
并发代码的不同部分可以“同步”执行。然而，该怎样发生或是否发生都取决于系统。多核设备通过并行来同时执行多个线程；然而，为了使单核设备也能实现这一点，它们必须先运行一个线程，执行一个上下文切换，然后运行另一个线程或进程。这通常发生地足够快以致给我们并发执行地错觉，如下图所示：
虽然你可以编写代码在 GCD 下并发执行，但 GCD 会决定有多少并行的需求。并行要求并发，但并发并不能保证并行。
更深入的观点是并发实际上是关于构造。当你在脑海中用 GCD 编写代码，你组织你的代码来暴露能同时运行的多个工作片段，以及不能同时运行的那些。如果你想深入此主题，看看 this excellent talk by Rob Pike 。
Queues 队列
GCD 提供有 dispatch queues 来处理代码块，这些队列管理你提供给 GCD 的任务并用 FIFO 顺序执行这些任务。这就保证了第一个被添加到队列里的任务会是队列中第一个开始的任务，而第二个被添加的任务将第二个开始，如此直到队列的终点。
所有的调度队列（dispatch queues）自身都是线程安全的，你能从多个线程并行的访问它们。 GCD 的优点是显而易见的，即当你了解了调度队列如何为你自己代码的不同部分提供线程安全。关于这一点的关键是选择正确类型的调度队列和正确的调度函数来提交你的工作。
在本节你会看到两种调度队列，都是由 GCD 提供的，然后看一些描述如何用调度函数添加工作到队列的列子。
Serial Queues 串行队列
这些任务的执行时机受到 GCD 的控制；唯一能确保的事情是 GCD 一次只执行一个任务，并且按照我们添加到队列的顺序来执行。
由于在串行队列中不会有两个任务并发运行，因此不会出现同时访问临界区的风险；相对于这些任务来说，这就从竞态条件下保护了临界区。所以如果访问临界区的唯一方式是通过提交到调度队列的任务，那么你就不需要担心临界区的安全问题了。
Concurrent Queues 并发队列
在并发队列中的任务能得到的保证是它们会按照被添加的顺序开始执行，但这就是全部的保证了。任务可能以任意顺序完成，你不会知道何时开始运行下一个任务，或者任意时刻有多少 Block 在运行。再说一遍，这完全取决于 GCD 。
下图展示了一个示例任务执行计划，GCD 管理着四个并发任务：
注意 Block 1,2 和 3 都立马开始运行，一个接一个。在 Block 0 开始后，Block 1等待了好一会儿才开始。同样， Block 3 在 Block 2 之后才开始，但它先于 Block 2 完成。
何时开始一个 Block 完全取决于 GCD 。如果一个 Block 的执行时间与另一个重叠，也是由 GCD 来决定是否将其运行在另一个不同的核心上，如果那个核心可用，否则就用上下文切换的方式来执行不同的 Block 。
有趣的是， GCD 提供给你至少五个特定的队列，可根据队列类型选择使用。
Queue Types 队列类型
首先，系统提供给你一个叫做 主队列（main queue） 的特殊队列。和其它串行队列一样，这个队列中的任务一次只能执行一个。然而，它能保证所有的任务都在主线程执行，而主线程是唯一可用于更新 UI 的线程。这个队列就是用于发生消息给 UIView 或发送通知的。
系统同时提供给你好几个并发队列。它们叫做 全局调度队列（Global Dispatch Queues） 。目前的四个全局队列有着不同的优先级：background、low、default 以及 high。要知道，Apple 的 API 也会使用这些队列，所以你添加的任何任务都不会是这些队列中唯一的任务。
最后，你也可以创建自己的串行队列或并发队列。这就是说，至少有五个队列任你处置：主队列、四个全局调度队列，再加上任何你自己创建的队列。
以上是调度队列的大框架！
dispatch queue分成以下三种：
1）运行在主线程的Main queue，通过dispatch_get_main_queue获取。
复制代码
/*!
* @function dispatch_get_main_queue
*
* @abstract
* Returns the default queue that is bound to the main thread.
*
* @discussion
* In order to invoke blocks submitted to the main queue, the application must
* call dispatch_main(), NSApplicationMain(), or use a CFRunLoop on the main
* thread.
*
* @result
* Returns the main queue. This queue is created automatically on behalf of
* the main thread before main() is called.
*/
__OSX_AVAILABLE_STARTING(__MAC_10_6,__IPHONE_4_0)
DISPATCH_EXPORT struct dispatch_queue_s _dispatch_main_q;
#define dispatch_get_main_queue() \
DISPATCH_GLOBAL_OBJECT(dispatch_queue_t, _dispatch_main_q)
复制代码
可以看出，dispatch_get_main_queue也是一种dispatch_queue_t。
2）并行队列global dispatch queue，通过dispatch_get_global_queue获取，由系统创建三个不同优先级的dispatch queue。并行队列的执行顺序与其加入队列的顺序相同。
3）串行队列serial queues一般用于按顺序同步访问，可创建任意数量的串行队列，各个串行队列之间是并发的。
当想要任务按照某一个特定的顺序执行时，串行队列是很有用的。串行队列在同一个时间只执行一个任务。我们可以使用串行队列代替锁去保护共享的数据。和锁不同，一个串行队列可以保证任务在一个可预知的顺序下执行。
serial queues通过dispatch_queue_create创建，可以使用函数dispatch_retain和dispatch_release去增加或者减少引用计数。
GCD的用法：
复制代码
// 后台执行：
dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
// something
});
// 主线程执行：
dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
// something
});
// 一次性执行：
static dispatch_once_t onceToken;
dispatch_once(&onceToken, ^{
// code to be executed once
});
// 延迟2秒执行：
double delayInSeconds = 2.0;
dispatch_time_t popTime = dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, delayInSeconds * NSEC_PER_SEC);
dispatch_after(popTime, dispatch_get_main_queue(), ^(void){
// code to be executed on the main queue after delay
});
// 自定义dispatch_queue_t
dispatch_queue_t urls_queue = dispatch_queue_create("blog.devtang.com", NULL);
dispatch_async(urls_queue, ^{
// your code
});
dispatch_release(urls_queue);
// 合并汇总结果
dispatch_group_t group = dispatch_group_create();
dispatch_group_async(group, dispatch_get_global_queue(0,0), ^{
// 并行执行的线程一
});
dispatch_group_async(group, dispatch_get_global_queue(0,0), ^{
// 并行执行的线程二
});
dispatch_group_notify(group, dispatch_get_global_queue(0,0), ^{
// 汇总结果
});
复制代码
一个应用GCD的例子：
复制代码
dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
NSURL * url = [NSURL URLWithString:@"http://www.baidu.com"];
NSError * error;
NSString * data = [NSString stringWithContentsOfURL:url encoding:NSUTF8StringEncoding error:&error];
if (data != nil) {
dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
NSLog(@"call back, the data is: %@", data);
});
} else {
NSLog(@"error when download:%@", error);
}
});
复制代码
Dispatch Groups（调度组）
Dispatch Group 会在整个组的任务都完成时通知你。这些任务可以是同步的，也可以是异步的，即便在不同的队列也行。而且在整个组的任务都完成时，Dispatch Group 可以用同步的或者异步的方式通知你。因为要监控的任务在不同队列，那就用一个 dispatch_group_t 的实例来记下这些不同的任务。
当组中所有的事件都完成时，GCD 的 API 提供了两种通知方式。
第一种是 dispatch_group_wait ，它会阻塞当前线程，直到组里面所有的任务都完成或者等到某个超时发生。这恰好是你目前所需要的。
打开 PhotoManager.m，用下列实现替换 downloadPhotosWithCompletionBlock:
- (void)downloadPhotosWithCompletionBlock:(BatchPhotoDownloadingCompletionBlock)completionBlock
{
dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_HIGH, 0), ^{ // 1
__block NSError *error;
dispatch_group_t downloadGroup = dispatch_group_create(); // 2
for (NSInteger i = 0; i < 3; i++) {
NSURL *url;
switch (i) {
case 0:
url = [NSURL URLWithString:kOverlyAttachedGirlfriendURLString];
break;
case 1:
url = [NSURL URLWithString:kSuccessKidURLString];
break;
case 2:
url = [NSURL URLWithString:kLotsOfFacesURLString];
break;
default:
break;
}
dispatch_group_enter(downloadGroup); // 3
Photo *photo = [[Photo alloc] initwithURL:url
withCompletionBlock:^(UIImage *image, NSError *_error) {
if (_error) {
error = _error;
}
dispatch_group_leave(downloadGroup); // 4
}];
[[PhotoManager sharedManager] addPhoto:photo];
}
dispatch_group_wait(downloadGroup, DISPATCH_TIME_FOREVER); // 5
dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{ // 6
if (completionBlock) { // 7
completionBlock(error);
}
});
});
}
按照注释的顺序，你会看到：
1. 因为你在使用的是同步的 dispatch_group_wait ，它会阻塞当前线程，所以你要用 dispatch_async 将整个方法放入后台队列以避免阻塞主线程。
2. 创建一个新的 Dispatch Group，它的作用就像一个用于未完成任务的计数器。
3. dispatch_group_enter 手动通知 Dispatch Group 任务已经开始。你必须保证 dispatch_group_enter 和 dispatch_group_leave 成对出现，否则你可能会遇到诡异的崩溃问题。
4. 手动通知 Group 它的工作已经完成。再次说明，你必须要确保进入 Group 的次数和离开 Group 的次数相等。
5. dispatch_group_wait 会一直等待，直到任务全部完成或者超时。如果在所有任务完成前超时了，该函数会返回一个非零值。你可以对此返回值做条件判断以确定是否超出等待周期；然而，你在这里用 DISPATCH_TIME_FOREVER 让它永远等待。它的意思，勿庸置疑就是，永－远－等－待！这样很好，因为图片的创建工作总是会完成的。
6. 此时此刻，你已经确保了，要么所有的图片任务都已完成，要么发生了超时。然后，你在主线程上运行 completionBlock 回调。这会将工作放到主线程上，并在稍后执行。
7. 最后，检查 completionBlock 是否为 nil，如果不是，那就运行它。
编译并运行你的应用，尝试下载多个图片，观察你的应用是在何时运行 completionBlock 的。
注意：如果你是在真机上运行应用，而且网络活动发生得太快以致难以观察 completionBlock 被调用的时刻，那么你可以在 Settings 应用里的开发者相关部分里打开一些网络设置，以确保代码按照我们所期望的那样工作。只需去往 Network Link Conditioner 区，开启它，再选择一个 Profile，“Very Bad Network” 就不错。
如果你是在模拟器里运行应用，你可以使用 来自 GitHub 的 Network Link Conditioner 来改变网络速度。它会成为你工具箱中的一个好工具，因为它强制你研究你的应用在连接速度并非最佳的情况下会变成什么样。
目前为止的解决方案还不错，但是总体来说，如果可能，最好还是要避免阻塞线程。你的下一个任务是重写一些方法，以便当所有下载任务完成时能异步通知你。
在我们转向另外一种使用 Dispatch Group 的方式之前，先看一个简要的概述，关于何时以及怎样使用有着不同的队列类型的 Dispatch Group ：
1. 自定义串行队列：它很适合当一组任务完成时发出通知。
2. 主队列（串行）：它也很适合这样的情况。但如果你要同步地等待所有工作地完成，那你就不应该使用它，因为你不能阻塞主线程。然而，异步模型是一个很有吸引力的能用于在几个较长任务（例如网络调用）完成后更新 UI 的方式。
3. 并发队列：它也很适合 Dispatch Group 和完成时通知。
Dispatch Group，第二种方式
上面的一切都很好，但在另一个队列上异步调度然后使用 dispatch_group_wait 来阻塞实在显得有些笨拙。是的，还有另一种方式……
在 PhotoManager.m 中找到 downloadPhotosWithCompletionBlock: 方法，用下面的实现替换它：
- (void)downloadPhotosWithCompletionBlock:(BatchPhotoDownloadingCompletionBlock)completionBlock
{
// 1
__block NSError *error;
dispatch_group_t downloadGroup = dispatch_group_create();
for (NSInteger i = 0; i < 3; i++) {
NSURL *url;
switch (i) {
case 0:
url = [NSURL URLWithString:kOverlyAttachedGirlfriendURLString];
break;
case 1:
url = [NSURL URLWithString:kSuccessKidURLString];
break;
case 2:
url = [NSURL URLWithString:kLotsOfFacesURLString];
break;
default:
break;
}
dispatch_group_enter(downloadGroup); // 2
Photo *photo = [[Photo alloc] initwithURL:url
withCompletionBlock:^(UIImage *image, NSError *_error) {
if (_error) {
error = _error;
}
dispatch_group_leave(downloadGroup); // 3
}];
[[PhotoManager sharedManager] addPhoto:photo];
}
dispatch_group_notify(downloadGroup, dispatch_get_main_queue(), ^{ // 4
if (completionBlock) {
completionBlock(error);
}
});
}
下面解释新的异步方法如何工作：
1. 在新的实现里，因为你没有阻塞主线程，所以你并不需要将方法包裹在 async 调用中。
2. 同样的 enter 方法，没做任何修改。
3. 同样的 leave 方法，也没做任何修改。
4. dispatch_group_notify 以异步的方式工作。当 Dispatch Group 中没有任何任务时，它就会执行其代码，那么 completionBlock 便会运行。你还指定了运行 completionBlock 的队列，此处，主队列就是你所需要的。
对于这个特定的工作，上面的处理明显更清晰，而且也不会阻塞任何线程。
A B C D 4个并发下载任务，怎样在第一时间知道任务全部完成？
dispatch_group 可以帮我们实现这样的控制。
上代码，看说明.
[objc] view plain copy
dispatch_group_t group = dispatch_group_create();
// 某个任务放进 group
dispatch_group_async(group, dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
// 任务代码1
});
dispatch_group_async(group, dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
// 任务代码2
});
dispatch_group_notify(group, dispatch_get_main_queue(), ^{
// 任务全部完成处理
NSLog(@"isover");
});
创建一个任务组，然后将异步操作放进组里面，在最后用notify 告知所有任务完成，并做相应处理，一般来说都是在主线程里面刷新UI来提示用户了。你如果不依赖UI放进子线程里面也是没有问题的。当然group同步的方式还有其他
[objc] view plain copy
dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
for (int i = 0; i < 3; i ++)
{
dispatch_group_enter(group);
// 任务代码i 假定任务 是异步执行block回调
// block 回调执行
dispatch_group_leave(group);
// block 回调执行
}
});
dispatch_group_wait(group, DISPATCH_TIME_FOREVER);
dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
// 主线程处理
});
首先我们异步执行，因为dispatch_group_wait函数是阻塞的，for里面安排了三个任务，这三个任务都是加载，在任务开始前 调用 enter，任务完成时调用leave，wait函数一直阻塞，直到它发现group里面的任务全部leave，它才放弃阻塞（任务全部完成）,然后我们在主线程更新UI告知用户
7.3、定时器
大多数情况下，对于定时事件，你会选择NSTimer。定时器的GCD版本是底层的，它会给你更多控制权——但要小心使用。
需要特别重点指出的是，为了让OS节省电量，需要为GCD的定时器接口指定一个低的误差值。如果你不必要的指定了一个过低的误差值，你将会浪费更多的电量。
这里我们设定了一个5秒的定时器，并允许有十分之一秒的误差：
dispatch_source_t source = dispatch_source_create(DISPATCH_SOURCE_TYPE_TIMER,
0, 0, DISPATCH_TARGET_QUEUE_DEFAULT);
dispatch_source_set_event_handler(source, ^(){
NSLog(@"Time flies.");
});
dispatch_time_t start
dispatch_source_set_timer(source, DISPATCH_TIME_NOW, 5ull * NSEC_PER_SEC,
100ull * NSEC_PER_MSEC);
self.source = source;
dispatch_resume(self.source);
